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随着生产和科技的迅猛发展,机床日益向高速、高效、高精度和自动化方向发展。除了要求机床重量轻、成本低、使用方便和具有良好的工艺性能外,还着重要求机床具有愈来愈高的加工性能。研究表明,机床的加工质量在很大程度上取决于机床所产生的振动,特别是高速、高精度的机床,振动对其影响尤其明显。因此,机床振动是机床动态特性研究的首要问题。而机床动态特性又与其各部件的动态特性紧密相关。床身是整台机床的基础和支架,它起着支撑工件、主轴箱和尾架等零部件的作用,它的动态特性的好坏关系到机床是否安全可靠的工作以及整机的使用寿命,了解床身结构本身具有的刚度特性将避免使用过程中的共振因素对机床造成的不必要的损失;主轴系统作为机床的重要运动部件,直接参与磨削加工,对机床的加工精度、磨削能力、表面质量和生产率影响很大。因此,有必要对床身和主轴系统进行详细的动态特性分析。论文主要进行如下几方面工作:(1)采用COMBIN14单元模拟铣磨机主轴轴承的弹性支撑,在ANSYS中建立主轴系统的有限元动力学模型,并进行相应的静动态特性分析,探讨了轴承预紧力对主轴刚度的动态特性影响规律,仿真结果表明本课题所研究的铣磨机高速砂轮主轴能够满足设计要求;(2)基于CAD软件Pro/E建立了铣磨机的床身结构的三维实体模型,借助于有限元分析软件ANSYS Workbench12得到床身的有限元动力学模型并对床身进行了模态分析,计算出床身的固有频率和主振型;(3)运用LMS振动测试系统搭建床身的试验模态分析平台,通过LMS多通道采集设备获取各测点的响应情况,并运用LMS Test.Lab9A模态分析软件对采集的数据进行分析和处理,最终识别床身的模态参数,将有限元理论模态和试验模态的结果进行对比,验证了床身有限元模型的合理性,为床身动态分析和优化设计提供了依据;(4)根据床身动态特性研究结果,提出合理的改进方案,运用ANSYS Workbench12中的Design Explorer模块对床身结构进行快速优化设计,实现了对床身的轻量化改进。